本文關(guān)鍵詞：鑄造Mg-RE合金的微觀組織和力學(xué)性能研究

  更多相關(guān)文章： 砂型鑄造 離心鑄造 ZM6合金 Mg-Gd-Y合金 顯微組織 力學(xué)性能

【摘要】：本文選取了幾種典型的鑄造Mg-RE合金為研究對象,采用砂型鑄造工藝,系統(tǒng)研究了鑄造工藝、合金元素的種類和含量對微觀組織、時效硬化行為、室溫及高溫力學(xué)性能的影響。獲得的主要研究結(jié)果如下:選擇Mg-5Gd-4Y-0.5Zr(mass%)鎂合金,制備標(biāo)準(zhǔn)單鑄拉力棒,研究Zn或者Nd元素對其微觀組織和力學(xué)性能的影響。Zn或者Nd元素可以明顯改變鑄態(tài)Mg-5Gd-4Y-Zr合金的晶粒尺寸和第二相的種類、形貌、數(shù)量,進(jìn)而提升其室溫拉伸力學(xué)性能。對Mg-5Gd-4Y-0.5Zr、Mg-5Gd-4Y-0.5Zn-0.5Zr和Mg-5Gd-4Y-0.8Nd-0.5Zr三種合金的固溶處理工藝進(jìn)行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)Mg-5Gd-4Y-0.8Nd-0.5Zr合金在二級固溶處理?xiàng)l件時會發(fā)生鑄件表皮附近晶粒異常長大的現(xiàn)象,該現(xiàn)象可以通過改為單級固溶消除;三種合金優(yōu)化后的熱處理工藝為500℃×6h、500℃×6h、500℃×2h。此外,Zn或者Nd元素還可以顯著提升Mg-5Gd-4Y-Zr合金的時效硬化響應(yīng)能力以及合金峰值時效態(tài)的室溫和高溫強(qiáng)度,其中Mg-5Gd-4Y-0.8Nd-Zr合金的室溫和250℃下的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率分別可以達(dá)到303MPa、215MPa、1.2%和283MPa、200MPa、7.2%。選取Mg-5Gd-4Y-0.5Zr、Mg-6Gd-3Y-0.5Zr和Mg-7Gd-4Y-0.5Zr三種中等稀土含量鎂合金,制備標(biāo)準(zhǔn)單鑄拉力棒,研究稀土元素對其微觀組織和力學(xué)性能的影響。三種合金的第二相組成均為島狀不連續(xù)分布的Mg24(Gd,Y)5相和白亮的方塊相Mg5(Gd,Y)。稀土元素Gd、Y含量變化,Mg-6Gd-3Y-0.5Zr和Mg-7Gd-4Y-0.5Zr合金的第二相含量增加、晶粒尺寸減小。三種合金中Mg-7Gd-4Y-0.5Zr合金第二相最多,晶粒尺寸最小。500℃×6h固溶處理后合金的Mg24(Gd,Y)5相幾乎完全消失,而Mg5(Gd,Y)相仍然存在。三種合金中Mg-5Gd-4Y-0.5Zr合金的伸長率相對較高,但其強(qiáng)度不足;Mg-7Gd-4Y-0.5Zr合金的強(qiáng)度很高,但塑性很差;Mg-6Gd-3Y-0.5Zr合金的強(qiáng)度和伸長率都很高。因此三種合金中Mg-6Gd-3Y-0.5Zr鎂合金的綜合力學(xué)性能最好,其T6態(tài)室溫和250℃下的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率分別為237MPa、162MPa、12.1%和208MPa、146MPa、13.5%。選取鑄造鎂合金ZM6,分別采用重力砂型鑄造和離心砂型鑄造兩種方式制備圓環(huán)件。重力砂型鑄造圓環(huán)件沿徑向均勻分布著等軸晶,沿徑向的力學(xué)性能沒有明顯差異。離心砂型鑄造圓環(huán)件較重力砂型鑄造圓環(huán)件同一圈層的晶粒尺寸小,沿徑向的晶粒尺寸大小不均勻分布,在距離外表面約5mm位置處有一細(xì)晶粒圈層,同時沿徑向的力學(xué)性能有明顯差異,在距離外表面3-6mm的圈層是室溫拉伸力學(xué)性能的最優(yōu)圈層,這與細(xì)晶粒圈層相吻合。ZM6合金較為恰當(dāng)?shù)碾x心鑄造條件為熔液澆入模具30s后啟動離心機(jī)。
【關(guān)鍵詞】：砂型鑄造 離心鑄造 ZM6合金 Mg-Gd-Y合金 顯微組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.22;TG292
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 引言10
• 1.2 鎂及鎂合金10-12
• 1.2.1 鎂及其基本性質(zhì)10-11
• 1.2.2 鎂合金的特點(diǎn)11
• 1.2.3 鎂合金的牌號規(guī)定11-12
• 1.3 鎂合金中各種組成合金元素的作用、強(qiáng)化方式及熱處理12-14
• 1.3.1 鎂合金中合金元素的作用12-13
• 1.3.2 鎂合金的強(qiáng)化方式13-14
• 1.3.3 鎂合金的熱處理14
• 1.4 鎂合金的鑄造工藝14-16
• 1.4.1 砂型鑄造工藝14-15
• 1.4.2 離心鑄造工藝15-16
• 1.5 鎂合金的應(yīng)用16-17
• 1.5.1 航空航天裝備制造用鎂合金16
• 1.5.2 交通工具用鎂合金16
• 1.5.3 鎂合金在電子器材中的應(yīng)用16-17
• 1.6 鎂稀土合金研究發(fā)展17-19
• 1.6.1 鎂稀土合金的發(fā)展17
• 1.6.2 Mg-Nd-Zn-Zr鎂合金研究進(jìn)展17-18
• 1.6.3 Mg-Gd-Y合金研究進(jìn)展18-19
• 1.7 本文研究的意義和內(nèi)容19-21
• 1.7.1 研究的意義19
• 1.7.2 本文主要的研究內(nèi)容19-21
• 2 合金制備及實(shí)驗(yàn)方法21-27
• 2.1 合金制備21-24
• 2.1.1 ZM6合金重力砂型鑄造和離心砂型鑄造圓環(huán)的制備21-22
• 2.1.2 Mg-Gd-Y合金的制備22-23
• 2.1.3 ZM6及Mg-Gd-Y合金的實(shí)際化學(xué)成分23-24
• 2.2 合金的組織分析24-25
• 2.2.1 ZM6及Mg-Gd-Y合金的熱處理工藝24
• 2.2.2 顯微組織分析24-25
• 2.2.3 物相分析25
• 2.3 力學(xué)性能測試25-27
• 2.3.1 ZM6合金的力學(xué)性能測試25-26
• 2.3.2 Mg-Gd-Y合金的力學(xué)性能測試26-27
• 3 Nd、Zn元素對GW54鎂合金微觀組織和力學(xué)性能的影響27-38
• 3.1 鑄態(tài)顯微組織27-29
• 3.2 固溶態(tài)顯微組織29-33
• 3.3 時效硬化行為33-34
• 3.4 拉伸力學(xué)性能34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 4 不同Gd、Y含量的Mg-Gd-Y合金的顯微組織和力學(xué)性能38-45
• 4.1 鑄態(tài)顯微組織38-39
• 4.2 固溶態(tài)顯微組織39-41
• 4.3 時效硬化行為41-42
• 4.4 拉伸力學(xué)性能42-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 5 ZM6合金重力和離心鑄造顯微組織和力學(xué)性能研究45-52
• 5.1 鑄態(tài)顯微組織45-46
• 5.2 固溶處理后的顯微組織46-48
• 5.3 拉伸力學(xué)性能48-50
• 5.4 ZM6鑄造圓環(huán)拉伸力學(xué)性能與位置的關(guān)系50-51
• 5.5 本章小結(jié)51-52
• 6 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況56-57
• 致謝57

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本文編號：976720